II. Pha chế dung dịch chuẩn Na2S2O
1303. 2S2O32 +I 3 → S4O62 + 3I-
2. Cỏch tiến hành
- Dựng pipet hỳt chớnh xỏc 10,0ml dung dịch K2Cr2O7 0,01N cho vào bỡnh nún. Thờm vào lần lượt cỏc dung dịch: 4ml dung dịch HCl 2N; 2ml dung dịch Na2CO3 0,1M; 6ml dung dịch KI 10%; khoảng 20ml nước cất. Chỳ ý: sau mỗi lần thờm một phần dung dịch mới, phải lắc nhẹ bỡnh nún. Đậy kớn bỡnh nún bằng mặt kớnh đồng hồ, để vào chỗ tối (hoặc bọc giấy đen) trong 10 phỳt.
82
1304. - Từ buret, nhỏ từ từ dung dịch Na2S2O3 xuống bỡnh nún cho tới khi xuất hiện màu vàng rơm. (hỡnh 9.1a)
1305.
1305.
1306. Hỡnh 2.23. Bố trớ thớ nghiệm chuẩn độ dung dịch Na2S2O3 bằng dung dịch K2Cr2O7
83
1307. - Thờm 2 giọt hồ tinh bột lắc đều, dung dịch cú màu xanh tớm.
1308. - Chuẩn độ tiếp đến khi dung dịch mất màu xanh tớm thỡ dừng lại (hỡnh 9.1b).
1309. - Ghi thể tớch dung dịch Na2S2O3 đó dựng ( V ml)
1310. - Làm 3 lần rồi lấy kết quả trung bỡnh (V ml) (sai số giữa 3 lần khụng quỏ 0,1ml)
1311. - Từ số liệu đó cú, tự lập cụng thức tớnh toỏn nồng độ chớnh xỏc của Na2S2O3 .
1312.
1313. Hỡnh 2.24. Chuẩn độ dung dịch Na2S2O3 bằng dung dịch K2Cr2O7
a) Dung dịch trước chuẩn độ cú màu nõu đỏ
b) Dung dịch gần tới điểm tương đương cú màu vàng rơm
c) Dung dịch sau khi nhỏ chỉ thị hồ tinh bột cú màu xanh tớm
d) Dung dịch tại điểm cuối chuẩn độ mất màu xanh tớm
1314.
84
1316. Bài 10: ĐỊNH LƯỢNG Cu2+ BẰNG PHƯƠNG PHÁP IOT
1317. I-Nguyờn tắc
1318. Cho KI dư vào dung dịch Cu(II) và chuẩn độ lượng Iụt giải phúng ra bằng dung dịch chuẩn Na2S2O3 .
1319. * Phản ứng trước chuẩn độ
1320. Phản ứng xảy ra giữa Cu2+ và I– cú kốm theo sự tạo thành kết tủa CuI. 1321. 2Cu2+ + 5I– → 2CuI + I3–
1322. * Phản ứng chuẩn độ
1323. Khi nhỏ Na2S2O3 vào hỗn hợp dung dịch chuẩn độ trờn sẽ xảy ra phản ứng:
1324. I3−+ 2S2O32– → S4O62– + 3I–
1325. * Trước điểm tương đương. Trong hỗn hợp cú kết tủa CuI và (I2 + I–) cú màu vàng rơm.
1326. * Chọn chỉ thị: dung dịch hồ tinh bột.
1327. * Tại điểm kết thỳc chuẩn độ. Tại thời điểm cuối chuẩn độ, khi mà I2đó gần hết, lượng I– nhiều: hỗn hợp (I2+I–) cú màu vàng rơm, thờm lượng nhỏ dung dịch hồ tinh vào hỗn hợp cú màu xanh tớm, khi thờm dư một giọt Na2S2O3 dung dịch sẽ mất màu.
1328. Một số yếu tố ảnh hưởng đến độ chớnh xỏc của phộp chuẩn độ:
1329. - Mụi trường: axit yếu (pH trong khoảng 0,5 – 4) để trỏnh sự tạo phức hi đroxo của Cu2+, và quỏ trỡnh oxi húa I- bởi O2 khụng khớ.
1330. - Sự hấp phụ I2 trờn kết tủa CuI làm cho kết tủa cú màu vàng thẫm, rất khú xỏc định điểm dừng chuẩn độ. Để trỏnh hiện tượng này, khi chuẩn độ đến gần sỏt điểm tương đương (khi nồng độ I2 cũn rất ớt), người ta thờm một lượng nhỏ KSCN để chuyển kết tủa CuI thành CuSCN hấp phụ iot kộm hơn.
1331. II. Cỏch tiến hành
1332. - Dựng pipet hỳt chớnh xỏc 10,0 ml dung dịch Cu2+ cho vào bỡnh nún. Thờm vào lần lượt cỏc dung dịch: 2 ml dung dịch CH3COOH 4M; 10ml nước cất; 6ml dung dịch KI 10%. Chỳ ý: sau mỗi lần thờm một phần dung dịch mới, phải lắc nhẹ bỡnh nún.
1333. - Đậy kớn bằng mặt kớnh đồng hồ hoặc giấy, để yờn trong búng tối 5 phỳt.
85
1334. - Chuẩn độ bằng dung dịch Na2S2O3 0,02M cho đến màu vàng rơm (hỡnh 10a)
1335. - Thờm 4 giọt hồ tinh bột (xuất hiện màu xanh tớm), chuẩn độ tiếp tục dung dịch cho đến mất màu.
1336. - Thờm 2 ml KSCN 20%, lắc kĩ, màu xanh lại xuất hiện. Chuẩn độ tiếp
đến mất màu xanh thỡ dừng (hỡnh 10b) (nếu khụng thấy xuất hiện màu xanh thỡ khụng
cần thờm Na2S2O3 nữa).
1337.
1338. Hỡnh 2.25. Bố trớ thớ nghiệm chuẩn độ dung dịch Na2S2O3 bằng dung dịch K2Cr2O7
1339. - Ghi thể tớch dung dịch Na2S2O3 đó dựng ( V ml)
1340. - Làm 3 lần rồi lấy kết quả trung bỡnh (V ml) (sai số giữa 3 lần khụng quỏ 0,1ml)
1341. - Từ số liệu đó cú, tự lập cụng thức tớnh toỏn nồng độ chớnh xỏc của Cu2+
trong dung dịch.
1342.
1343. Bài 11: CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH Ni2+ BẰNG DUNG DỊCH EDTA
1344. A. Giới thiệu phương phỏp chuẩn độ complexon
1345. -Trong chuẩn độ complexon, chất tạo phức được sử dụng là axit etylendiamin tetraaxetic (cũn gọi là complexon II hay EDTA), là axit 4 nấc. Cụng thức
1346.
86
1347. 1348. 1349.
1350. Ký hiệu thường dựng là H4Y.
1351. EDTA ớt tan trong nước, do đú thường dựng muối natri của nú, ký hiệu là Na2H2Y, đõy là complexon III (vẫn quen gọi là EDTA).
I. Sự tạo phức của complexon III với cỏc ion kim loại
1352. Phản ứng tạo phức Mn+ + Y4- MY(n-4)+
với hs tạo phức β.
1353. Chuẩn độ thường được tiến hành trong mụi trường cú chất tạo phức phụ để duy trỡ một giỏ trị pH xỏc định, ngăn ngừa sự kết tủa hidroxit của ion kim loại.
II. Chỉ thị trong chuẩn độ complexon
- Chỉ thị màu kim loại: tạo được với ion kim loại phức cú màu đặc trưng, khỏc với màu của chỉ thị ở dạng tự do.
- Chỉ thị một màu: loại chỉ thị này cú màu nhạt hoặc khụng cú màu, tạo được với ion kim loại phức cú màu đặc trưng (vớ dụ: SCN- tạo với Fe3+ phức cú màu đỏ mỏu). Tựy theo thứ tự chuẩn độ mà màu mất đi hay xuất hiện tại điểm cuối chuẩn độ.
- Chỉ thị huỳnh quang: khi tạo phức với ion kim loại làm cho chỉ thị cú màu hay cường độ huỳnh quang của chỉ thị bị thay đổi.
- Chỉ thị oxi húa – khử: nếu ion kim loại tạo phức cú hai dạng oxi húa và khử thỡ sử dụng chỉ thị oxi húa khử.
1354. Ở bài này, chỉ nghiờn cứu chỉ thị màu kim loại (chỉ thị complexon). Phức của chỉ thị và ion kim loại phải cú độ bền tương đối cao, nhưng kộm bền hơn phức giữa ion kim loại và thuốc thử EDTA.
1355. Cơ chế đổi màu của chỉ thị:
- Phản ứng tạo phức màu của chỉ thị In và ion kim loại M
1356. M + In MIn βMIn
- Hai dạng In và MIn cú màu khỏc nhau. Khi chuẩn độ bằng EDTA, đầu tiờn ion kim
loại M tự do tạo phức với EDTA, khi đến điểm tương đương, EDTA sẽ tỏc dụng với phức MIn giữa ion kim loại và chỉ thị, tạo phức MY và giải phúng chỉ thị ở dạng In.
87
1357. MIn + H2Y2- MY4- + In +2H+
1358. Phản ứng này xảy ra tại điểm tương đương và do dạng MIn và In cú màu khỏc nhau nờn cú thể dừng chuẩn độ.
1359. B. Áp dụng phương phỏp complexon xỏc định nồng độ Ni2+ trong dung dịch
I. Nguyờn tắc
1360. Để xỏc định nồng độ Ni2+ trong dung dịch, người ta thực hiện phộp chuẩn độ bằng EDTA với chỉ thị murexit - một axit hữu cơ, cú màu thay đổi phụ thuộc vào pH. 1361. Khoả ng pH 1362. pH < 9 1363. 9 < pH < 11 1364. pH > 11 1365. Màu chỉ thị 1366. Tớm đỏ 1367. tớm 1368. Tớm xanh 1369. Chuẩn độ Ni2+ bằng dung dịch chuẩn EDTA được thực hiện trong mụi trường kiềm mạnh khi cú mặt của NH3 dư.
1370. Phản ứng chuẩn độ
Trước chuẩn độ: Ni2+ tạo phức với NH3 dư, một phần nhỏ tạo phức với chỉ thị 1371. Ni2+ + 4NH3 Ni(NH3)42+
1372. xanh
1373. Ni(NH3)42+ + In NiIn2+ + 4NH3
1374. vàng
1375. Dung dịch trước chuẩn độ cú màu vàng nõu. Khi chuẩn độ bằng EDTA:
1376. Ni(NH3)42+ + H2Y2- 2NH4+ + 2NH3 + NiY2-
Tại điểm tương đương, H2Y2- đó tỏc dụng hết với phức amin và bắt đầu tỏc dụng với phức NiIn2+ tạo sự chuyển màu rừ rệt:
1377. NiIn2+ + H2Y2- NiY2- + 2H+ + In 1378. vàng tớm
II. Cỏch tiến hành
- Dựng pipet hỳt chớnh xỏc 10,00 mL dung dịch niken sunfat cho vào bỡnh nún.
88
Dung dịch cú màu xanh của phức Ni(NH3)42+.
- Thờm một ớt chất chỉ thị murexide rắn (cỡ ẵ hạt đậu), lắc đều để đảm bảo tan hết. - Chuẩn độ với dung dịch EDTA 0,01M đến khi dung dịch đổi màu từ vàng sang tớm
(hỡnh 11.2b). Khi màu đổi chậm, thờm một ớt ammoniac đậm đặc lỳc cuối chuẩn độ.
Hỡnh 2.26. Bố trớ thớ nghiệm chuẩn độ dung dịch Ni2+ bằng dung dịch EDTA
- Ghi số ml dung dịch EDTA đó chuẩn độ . Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bỡnh. - Tớnh nồng độ Ni2+ trong dung dịch. 1379. 1380. 1381. Hỡnh 2.27. 1382. Chuẩn độ Ni2+ bằng EDTA a) Dung dịch trước chuẩn 1383. độ cú màu vàng nõu
b) Dung dịch tại điểm
1384. cuối chuẩn độ cú màu tớm. 1385.
1386. Bài 12: XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG CỦA NƯỚC
I. Nguyờn tắc
1387. Độ cứng của nước được tớnh theo tổng số mili đương lượng gam Ca2+ và Mg2+ cú trong 1 lớt nước. Để xỏc định độ cứng của nước, người ta thực hiện phộp
89
chuẩn độ bằng EDTA với chỉ thị Eriocrom đen T (ErioT). Chỉ thị ErioT cú màu thay đổi phụ thuộc vào pH.
1388. Khoả ng pH 1389. pH < 7 1390. 7 < pH < 11 1391. pH > 11 1392. Màu chỉ thị 1393. Đỏ 1394. xanh 1395. Vàng cam 1396. Chỉ thị ErioT tạo phức với Ca2+ và Mg2+ với độ bền khỏc nhau (βMgIn=107,0 > βCaIn=105,4). Trong đú, phức của Ca2+ với chỉ thị ErioT khú phõn biệt bằng màu sắc hơn Mg2+.
1. Phản ứng chuẩn độ
Trước chuẩn độ, một lượng vụ cựng nhỏ Mg2+ tạo phức MgIn cú màu đỏ mận:
1397. Mg2+ + In MgIn2+
Khi chuẩn độ bằng EDTA: lượng ion tồn tại ở dạng tự do tạo phức với EDTA
1398. Ca2+ + H2Y2-
2H+ + BaY2- β= 1010,57
1399. Mg2+ + H2Y2-
2H+ + MgY2- β= 108,96
Tại điểm tương đương, H2Y2- đó tỏc dụng hết với ion kim loại tự do và bắt đầu tỏc dụng với phức CaIn2+ và MgIn2+ tạo sự chuyển màu rừ rệt:
1400. MgIn2+ + H2Y2- MgY2- + 2H+ + In 1401. đỏ mận xanh
1402. 2. Cỏc yếu tố ảnh hưởng đến phộp chuẩn độ
1403. - pH của dung dịch: tốt nhất trong khoảng 9ữ 10 để trỏnh sự hiđroxo của ion kim loại, nhưng vẫn đảm bảo sự chuyển màu rừ rệt của chỉ thị.
1404. - Nồng độ chỉ thị: do sự chờnh lệch về độ bền của phức MgY2- và MgIn2+
khụng nhiều nờn khụng nờn dựng lượng lớn chỉ thị.
1405. - Trong trường hợp nước cú chứa quỏ ớt Mg2+ so với Ca2+, để đảm bảo sự chuyển màu rừ rệt, cần thờm một ớt Mg2+. Kết quả sẽ được hiệu chỉnh lại lượng Mg2+ thờm vào.
90
- Lấy 100 mL nước mỏy cho vào bỡnh nún. Thờm chớnh xỏc 10,0ml dung dịch MgCl2
0,01M. Thờm tiếp 5mL dung dịch đệm amoni vào bỡnh nún. Lắc đều. - Thờm một ớt chỉ thị ErioT (cỡ ẵ hạt đậu), lắc đều để đảm bảo tan hết.
1406. - Chuẩn độ với dung dịch EDTA 0,01M đến khi dung dịch đổi màu từ đỏ mận sang xanh chàm (hỡnh 12c).
1407.
1408. Hỡnh 2.28. Bố trớ thớ nghiệm chuẩn độ dung dịch Ca2+, Mg2+bằng dung dịch EDTA
1409.
1410. - Ghi số ml dung dịch EDTA đó chuẩn độ, làm ba lần rồi lấy kết quả trung bỡnh.
91 1412. 1413. Hỡnh 2.29. Chuẩn độ Ca2+, Mg2+ bằng EDTA 1414. a) Dung dịch trước chuẩn độ cú màu đỏ mận.
1415. b) Dung dịch gần tới điểm tương đương cú màu tớm ỏnh xanh .
1416. c) Dung dịch tại điểm cuối chuẩn độ cú màu xanh chàm.
1417.